ES2848439T3 - Piscina con una instalación de natación a contracorriente integrada y procedimiento - Google Patents

Abstract

Piscina con instalación de natación a contracorriente integrada (1), que comprende un dispositivo (1') para generar un flujo ajustable fuerte por medio de un canal de flujo (3) en un medio líquido, por ejemplo agua, y está dispuesta en una carcasa (35), encontrándose el área de salida del canal de flujo (3) del dispositivo (1') casi a ras con el plano de un elemento final conformado (36), que está dispuesto en el lado delantero en la carcasa (35), caracterizada porque la superficie del elemento final conformado (36) está dividida en al menos dos zonas (37, 49, 49'), a través de las que puede fluir el medio líquido, presentando una primera zona al menos una entalladura (37) para la abertura de salida del canal de flujo (3), que está dispuesta de manera aproximadamente centrada en el área del elemento final conformado (36); y presentando al menos una segunda zona (49) una pluralidad de entalladuras (38) para el medio líquido succionado, cuya superficie total garantiza un flujo volumétrico de 50 - 160 m²/h y una velocidad de flujo v de las aberturas individuales no superior a 0,40 m/s.

Description

DESCRIPCIÓN

Piscina con una instalación de natación a contracorriente integrada y procedimiento

La presente invención se refiere a una piscina con una instalación de natación a contracorriente integrada para generar un flujo fuerte en un medio líquido, por ejemplo, agua, en particular con un dispositivo en una carcasa con un accionamiento casi sin desgaste, sin escobillas, con un motor de corriente continua, así como un canal de flujo especial en el que está dispuesto el accionamiento subacuático.

Una piscina con una instalación de contracorriente se ha dado a conocer en el estado de la técnica a partir del documento CH 707 215 A2. Este documento da a conocer una instalación de contracorriente, que representa una máquina de flujo axial con una carcasa, que es ajustable en altura y horizontalmente con un tubo de guiado y una guía de tubo. Además, la instalación de contracorriente puede inclinarse con respecto a la superficie por medio de un mecanismo giratorio. Una hélice con un motor de accionamiento está dispuesta en la carcasa. En caso de no usar la instalación de contracorriente, esta sirve como instalación de filtrado y de calidad de agua. Aunque la carcasa representa un tipo de canal de flujo, su facilidad de flujo está fuertemente limitada. Además, el ángulo del chorro de líquido que sale de la carcasa puede ajustarse independientemente de la posición fija de la carcasa en la piscina, pero para esto tiene que regularse toda la carcasa, lo que puede tener un efecto perjudicial sobre el flujo laminar del líquido. Además, la demanda energética necesaria para generar una velocidad de flujo de aproximadamente 0,4 m/s parece demasiado alta, lo que se considera más bien desventajoso al menos en el uso privado.

Además, por el documento DE 31 43 322 A1 se ha dado a conocer un dispositivo para generar un flujo de agua en una piscina, que presenta una boquilla dispuesta en una carcasa, cuya abertura de salida sobresale del plano del lado delantero de la carcasa y además tampoco puede regularse en ángulo con respecto a la superficie del agua. Aunque las boquillas son pivotables en paralelo a la superficie del agua, el importante flujo requerido en la superficie del agua para la instalación de natación a contracorriente no puede ajustarse con las boquillas. Por lo tanto, independientemente de la posibilidad de generar un flujo fuerte, esta instalación de contracorriente presenta una grave desventaja, concretamente que la velocidad de flujo en la superficie del líquido, donde se necesita, no puede ajustarse de manera óptima.

Por lo demás, por el documento DE 202011 106999 U1 se ha dado a conocer una disposición de boquilla para una instalación de natación a contracorriente, que está empotrada con su carcasa en la pared de la piscina, encontrándose el sentido del flujo desde la boquilla en paralelo a la superficie del agua. Inmediatamente antes de la salida del chorro de agua a la piscina, para evitar turbulencias del chorro de agua relativamente pequeño de aproximadamente 30 -100 mm de diámetro están dispuestos rectificadores de flujo en forma de canales de paso tubulares. Concéntricamente alrededor de la abertura de salida del rectificador de flujo está dispuesta una abertura de succión anular, encontrándose las superficies de la abertura de entrada y de salida del agua en un plano como la pared de la piscina. Con diámetros tan pequeños de la abertura de salida de agua, se considera desventajoso que se requiera una pluralidad de boquillas para generar un flujo que se pueda utilizar como instalación de natación a contracorriente, con lo que se requiere una demanda energética primaria relativamente grande y el esfuerzo constructivo no es insignificante.

Además, por el documento DE 202012 011 034 U1 se ha dado a conocer un dispositivo para generar un flujo fuerte en una piscina, que presenta un modo de construcción compacto con una potencia absorbida relativamente baja. En este dispositivo, el accionamiento consiste en un motor de corriente continua subacuático, que está dispuesto en la zona de entrada de un canal de flujo, no siendo la relación del diámetro (D) de la abertura de entrada con respecto al diámetro de la abertura de salida (d) inferior a 1,3. El motor de corriente continua subacuático, y con ello también el accionamiento, está realizado en un modo de construcción delgado, cuya relación geométrica de longitud con respecto a diámetro de la carcasa de accionamiento no es inferior a 3,3.

Además, tales dispositivos en el estado de la técnica se conocen por el documento DE 3313549 A1. Este documento da a conocer un aparato para generar un chorro de líquido, que puede usarse, entre otros, también en piscinas para generar un flujo. Este aparato presenta en su estructura básica una sección cilíndrica ovalada, a la que sigue en un lado una sección con una boquilla de salida dispuesta en ángulo recto con respecto al eje de la sección de cilindro, teniendo la disposición en ángulo recto un efecto desventajoso sobre las condiciones de flujo y la demanda energética que debe aplicarse del accionamiento. Además, el agua se succiona en perpendicular al sentido de flujo a través de aberturas de agujero oblongo, lo cual, por un lado, tiene un efecto negativo sobre la demanda energética del accionamiento y, por otro lado, tiene un efecto desfavorable sobre el flujo laminar dentro del aparato. Además, el motor subacuático está dispuesto completamente en la sección cilíndrica de la carcasa, lo que genera una alta resistencia al flujo dentro de la sección de carcasa cilíndrica, como consecuencia de lo cual se requiere una alta demanda energética para superar esta resistencia al flujo. No se proporcionan datos sobre la naturaleza del motor subacuático.

Además, el documento DE 102006 061 504 B3 da a conocer una bomba de flujo en una carcasa en forma de pera, cuyo motor de accionamiento está dispuesto completamente en la carcasa, estando dispuesta la hélice que genera el flujo en la zona de la abertura de salida. Aunque el documento DE 10 2006 061 504 B3 da a conocer como accionamiento un motor de corriente continua sin escobillas conmutado electrónicamente, solo presenta un campo magnético relativamente débil (H) de un imán permanente, lo cual no es suficiente para generar con poca energía un flujo fuerte en la piscina.

Un dispositivo adicional se conoce en el estado de la técnica por el documento DE 2401 040, del que puede extraerse una instalación de natación a contracorriente para piscinas, en la que un motor subacuático está dispuesto en una carcasa tubular con su eje longitudinal en paralelo a la pared de la piscina. La boquilla de salida está girada 90° con respecto al eje longitudinal del motor de accionamiento o de la carcasa tubular, estrechándose la sección transversal de la boquilla de salida de agua con respecto a la sección transversal de la carcasa. A este respecto, el área de sección transversal de la boquilla se encuentra entre 120 y 130 cm2 a una velocidad de salida de 1 m/s con una potencia absorbida de 1 -1,2 kw.

En las instalaciones de natación a contracorriente que se han dado a conocer en todo el estado de la técnica se considera desventajoso que, por un lado, la potencia absorbida de los conjuntos generadores de flujo es demasiado alta en comparación con la velocidad de flujo y el alcance del flujo efectivo y que, por otro lado, la capacidad de reequipamiento de una piscina con una instalación de contracorriente es técnicamente demasiado compleja. Además, debe considerarse desventajoso que el modo de construcción de las instalaciones comparables dadas a conocer en el estado de la técnica es demasiado voluminoso, lo que aumenta innecesariamente los costes.

En general, las instalaciones de natación a contracorriente convencionales para el sector privado consisten por regla general en los componentes bomba centrífuga, boquillas de flujo de entrada, una o más boquillas de flujo de salida, conducciones de conexión y tuberías, y un control eléctrico. El agua se succiona a través de la bomba de la piscina a través de una o más aberturas de succión y se expulsa de nuevo a la piscina a través de boquillas a mayor velocidad.

Tales sistemas de bombas funcionan a presiones superiores a 5 bar y requieren potencias eléctricas instaladas de desde 1,9 kW hasta más de 5,5 kW. Las bombas se accionan a través de motores asíncronos convencionales. La potencia de las bombas se regula parcialmente a través de convertidores de frecuencia estáticos. Debido al sistema, los sellos de las conducciones y el sellado del árbol están sujetos a un desgaste constante y requieren al menos un mantenimiento anual.

Partiendo del estado de la técnica expuesto anteriormente, la presente invención se basa en el objetivo de reducir la potencia absorbida de un conjunto de flujo con una potencia suministrada requerida que se mantiene igual y diseñar la construcción del conjunto de flujo de tal manera que pueda integrarse fácilmente en una piscina, con mínimo de mantenimiento y de desgaste simultáneo del conjunto.

Este objetivo se alcanza con las características caracterizadoras de las reivindicaciones principales. Según la invención, la piscina con instalación de natación a contracorriente integrada comprende un dispositivo para generar un flujo ajustable fuerte por medio de un canal de flujo en un medio líquido, por ejemplo agua, que está dispuesto en una carcasa, encontrándose el área de salida del canal de flujo del dispositivo casi a ras en el plano de un elemento final conformado, que está dispuesto en el lado delantero en la carcasa, estando dividida la superficie del elemento final conformado en al menos dos zonas, a través de las que puede fluir el medio líquido, presentando una primera zona al menos una entalladura para la abertura de salida del canal de flujo, que está dispuesta de manera aproximadamente centrada en el área del elemento final conformado; y presentando al menos una segunda zona una pluralidad de entalladuras, cuya área total garantiza un flujo volumétrico de 50 - 160 m2/h y una velocidad de flujo v de las aberturas individuales de no más de 0,40 m/s.

El dispositivo para generar un flujo fuerte está dispuesto en la zona de entrada de un canal de flujo conformado de manera especial. El canal de flujo presenta una abertura de entrada grande y una abertura de salida pequeña en comparación con la misma. El accionamiento del dispositivo para generar un flujo fuerte consiste esencialmente en un motor de corriente continua libre de desgaste y de mantenimiento, estando dispuesta la carcasa del accionamiento subacuático casi a la mitad en el canal de flujo. A este respecto, la relación de diámetros (D/d) de la abertura de entrada (D) con respecto a la abertura de salida (d) no debe ser inferior a 1,7. Para conseguir condiciones de flujo ventajosas en el caso de entrada del medio líquido en el canal de flujo, el accionamiento subacuático presenta una relación de longitud con respecto a diámetro de entre 2 y 4. La instalación de contracorriente integrada se caracteriza en particular porque el área de salida del canal de flujo se encuentra casi a ras en el plano de un elemento final conformado, que está dispuesto en el lado delantero en la carcasa.

A este respecto, según la invención está previsto que el elemento final presente una pluralidad de entalladuras, cuya área total garantiza un flujo volumétrico de 50 - 160 m2/h y una velocidad de flujo de no más de 0,4 m/s.

A este respecto, también es ventajoso que la anchura libre o el diámetro de una entalladura individual en el elemento final no sea mayor de 8 mm, para evitar que las partes del cuerpo humano puedan absorberse al interior de las entalladuras.

Para mantener el sentido de flujo después de la salida del medio líquido de la abertura de salida del canal de flujo es ventajoso que en el sentido de flujo detrás de la hélice del accionamiento subacuático esté dispuesto al menos un elemento de direccionamiento, que impide en gran medida un arremolinamiento del flujo de fluido y garantiza la constancia de dirección del flujo.

Además, es ventajoso que la entalladura para la abertura de salida del canal de flujo esté dispuesta de manera aproximadamente centrada en el área del elemento final conformado.

Una ventaja adicional consiste en que el elemento final resiste una carga mecánica en perpendicular a la superficie de al menos 1390 N correspondiente a 140 kg, sin presentar ninguna deformación permanente.

También es ventajoso que los cantos del elemento final estén redondeados y que la superficie de la chapa final no presente ningún atornillamiento sobresaliente.

También es ventajoso que el diámetro d1 del accionamiento redondo esté configurado pequeño con respecto a la longitud L del accionamiento, no debiendo ser la relación de la longitud L con respecto al diámetro d1 inferior a 2,7. También es ventajoso que el diámetro d1 del accionamiento redondo esté configurado lo más pequeño posible con respecto a la longitud L del accionamiento, por ejemplo, de tal manera que la relación de la longitud con respecto al diámetro se encuentre entre 2 y 4, preferiblemente a 3,1, encontrándose el diámetro d1 del accionamiento redondo entre 45 mm y 85 mm, preferiblemente a 71 mm, y encontrándose la longitud L del accionamiento redondo entre 100 mm y 300 mm, preferiblemente a 217 mm.

A este respecto, el canal de flujo presenta una geometría optimizada para el flujo. El accionamiento especialmente favorable para el flujo con un motor de corriente continua casi libre de mantenimiento, cuya carcasa está dispuesta casi a la mitad en el canal de flujo y casi a la mitad fuera del canal de flujo, contribuye significativamente al flujo laminar de baja resistencia dentro del canal de flujo.

Un aspecto según la invención adicional consiste en que el accionamiento subacuático para un dispositivo de una instalación de natación a contracorriente está caracterizado porque el accionamiento subacuático presenta un motor de corriente continua, estando alojado un árbol de un rotor entre dos cojinetes de casquillos de cojinete de material cerámico y formándose durante la marcha del rotor una película de agua entre los casquillos de cojinete y el cojinete. El procedimiento según la invención para generar un flujo ajustable fuerte en un medio líquido de una instalación de natación a contracorriente funciona con un dispositivo descrito anteriormente con un accionamiento especial, que usa un motor de corriente continua sin escobillas y de bajo mantenimiento.

En este procedimiento es ventajoso que el accionamiento especialmente favorable para el flujo se disponga bajo el agua en la zona de entrada del canal de flujo de tal manera que al menos un extremo del accionamiento se encuentre fuera del canal de flujo y la forma exterior de la carcasa del accionamiento se configure de manera especialmente favorable para el flujo con un accionamiento delgado y fácil de mantener.

Además, es ventajoso que la relación de diámetros D/d de la abertura de entrada D con respecto a la abertura de salida d del canal de flujo no sea inferior a 1,7, por ejemplo, que el diámetro (d) de la abertura de salida se encuentre entre 100 mm y 200 mm, preferiblemente a 144 mm, y que el diámetro D de la abertura de entrada se encuentre entre 200 mm y 300 mm, preferiblemente a 250 mm.

También es ventajoso que un motor de corriente continua sin escobillas se junte con una hélice en una carcasa compacta con geometría optimizada para el flujo.

Se considera una ventaja esencial que, como consecuencia de una construcción especial del motor, no se requieren sellados de árbol, porque el interior del motor se llena con un medio líquido, por ejemplo, agua, lo que minimiza la fricción en los cojinetes.

También es ventajoso que el accionamiento esté configurado como motor de corriente continua sin escobillas y con un sistema de sellado libre de desgaste.

También es ventajoso que la carcasa del accionamiento presente elementos favorables para el flujo, por ejemplo, preferiblemente en al menos un lado frontal en el sentido del flujo S del medio líquido.

Se considera una ventaja adicional que el rotor del accionamiento eléctrico presente al menos dos elementos magnéticos permanentes, que generen un campo magnético permanente fuerte H, por ejemplo, elementos magnéticos de tierras raras.

También es ventajoso que al menos un componente del rodamiento del árbol del rotor esté hecho de material cerámico. Es especialmente ventajoso que los elementos magnéticos y el estator del accionamiento eléctrico estén incrustados en una masa de relleno.

Además, es ventajoso que el campo magnético del estator se genere debido a un control electrónico y pueda regularse sin escalones.

Propiedades y características ventajosas adicionales pueden extraerse de las reivindicaciones dependientes y de la descripción.

A continuación, se describe ahora la invención más detalladamente mediante dibujos. Muestra:

la figura 1 un diagrama de bloques esquemático de una instalación de natación a contracorriente (1) con sus componentes constructivos esenciales;

la figura 2 una sección transversal simplificada del dispositivo (1') con el accionamiento (2) en el canal de flujo (3);

la figura 3 una representación esquemática del dispositivo (1') en una carcasa (35) para generar un flujo fuerte S en una instalación de natación a contracorriente (1);

la figura 4 una vista frontal del elemento final (36) con al menos una entalladura de salida (37);

la figura 5 una representación en corte esquemática a través del entorno inmediato de una entalladura (38) en el elemento final (36) de la carcasa (35);

la figura 6 una vista delantera de los elementos de conducción de flujo (26) en la pieza cilíndrica (18) del canal de flujo (3).

La figura 1 muestra un diagrama de bloques esquemático de un ejemplo de realización de la presente invención de una instalación de natación a contracorriente 1 con un accionamiento 2 en una piscina no mostrada en este caso. El dispositivo 1' consiste esencialmente en un accionamiento 2, que está configurado como motor de corriente continua sin escobillas y se describe más detalladamente más adelante. Al árbol 6 está sujeta una hélice 7, similar a una hélice de barco, que genera el flujo (S), véase la figura 2, en el canal de flujo 3. En el sentido del flujo detrás de la hélice 7 está dispuesto al menos un elemento de direccionamiento 9, que se encarga de mantener un flujo laminar. La velocidad de flujo del flujo laminar depende principalmente del número de revoluciones del accionamiento 2, o del motor de corriente continua 8 (figura 2). El número de revoluciones se regula con un aparato de control 16 para motores de corriente continua conmutados electrónicamente sin sensores. Las señales para la regulación del número de revoluciones se transmiten por medio de transmisores radioeléctricos 12 de manera inalámbrica a una unidad receptora 13. El regulador de número de revoluciones 11 convierte las señales recibidas en un valor teórico de número de revoluciones para el aparato de control 16. A través de una señal de radio se activa el relé 15 y se desconecta la electrónica de potencia para ahorrar energía en el modo de reposo. El conectador 14 se activa manualmente y conmuta la instalación sin corriente para una parada más prolongada. Entre el relé de conmutación 15 y el verdadero aparato de control 16 para el motor de corriente continua sin escobillas está dispuesto un aparato de red de seguridad 17, que transforma esencialmente la tensión de entrada de la red en una tensión continua segura de 24 voltios, que corresponde a las regulaciones.

La figura 2 muestra una representación simplificada del dispositivo 1' en sección transversal. La carcasa, que forma el canal de flujo 3, está realizada en dos piezas por razones de montaje en el presente ejemplo de realización, estando configurada una pieza 18 en forma cilíndrica y la otra pieza 19 en forma de embudo. Las dos piezas 18, 19 se conectan entre sí de manera desmontable con tornillos 21 por medio de un cilindro circular 20. El accionamiento 2 es un motor de corriente continua sin escobillas, que está configurado de manera especialmente delgada y la relación de longitud con respecto a diámetro se encuentra entre 1,3 y 4, preferiblemente a 3,1. A este respecto, el accionamiento 2 se encuentra aproximadamente a la mitad dentro de la zona de entrada del canal de flujo 3 y aproximadamente a la mitad antes de la entrada en el canal de flujo 3. La alimentación de corriente del motor de corriente continua 8 tiene lugar a través de una tubuladura de introducción impermeable 22 mediante un cable 23 con un aislamiento adecuado. Sobre el árbol 6, la hélice 7 está dispuesta de tal manera que se asienta en la zona inicial inmediata de la pieza cilíndrica 18 del canal de flujo 3 en el sentido de flujo S delante de un elemento de direccionamiento 9. El elemento de direccionamiento 9 presenta en el centro una pieza de núcleo cilíndrica 25, desde la que se extienden en forma de estrella chapas deflectoras esencialmente planas 26 hasta el lado interior del canal de flujo 3. Las chapas deflectoras 26 se extienden en longitud por aproximadamente un tercio de toda la sección cilíndrica 18 del canal de flujo 3. Por motivos de técnica de flujo, las chapas deflectoras 26 están acodadas en el lado de entrada de flujo ligeramente con un ángulo de aproximadamente 5° en una dirección, extendiéndose el ligero acodamiento por toda la chapa deflectora 26 y afectando por consiguiente al flujo laminar. En el lado frontal de la brida 27 puede estar dispuesto, por ejemplo, un elemento de conducción favorable para el flujo, no mostrado en este caso, que reduce la resistencia al flujo con respecto al flujo S.

El motor de corriente continua especial 8 se delimita en sus lados frontales por dos bridas 27, 27', cada una de las cuales aloja el árbol 6 en un cojinete 28, 28'. Los orificios de cojinete están revestidos con en cada caso un casquillo de cojinete 28” de un material cerámico, sobre el que están montados los extremos de árbol con un entrehierro de unos pocos cientos, de modo que el árbol de acero inoxidable 6 se apoya en la parada del motor de corriente continua 8 sobre los casquillos cerámicos 28” y durante la marcha del rotor 29 se forma entre el casquillo 28” y el árbol 6 una película de agua, que minimiza la fricción entre los dos.

El agua llega a través de al menos un paso 30, 30' en la brida 27, 27' al interior del motor 8, con lo que se llena todo el espacio interior del motor de corriente continua 8 con agua y el agua experimenta una ligera circulación. El estator del motor de corriente continua 8 consiste en un devanado 31 y un núcleo de hierro magnetizable 32. El núcleo de hierro está cerrado con respecto al orificio con un casquillo de pared delgada 24 de carbono o acero. El devanado 31 y el núcleo de hierro 32 están soldados de manera impermeable entre sí con una masa de relleno. El rotor 29 presenta al menos un polo sur y norte permanentemente magnético 33, 33'. El rotor está envuelto también con un casquillo de pared delgada 24' de carbono o acero. De este modo se absorben las fuerzas centrífugas resultantes y se protegen los imanes frente a la corrosión. Los imanes del rotor y el casquillo están soldados con la misma masa de relleno que el estator. Los imanes permanentes están compuestos de un material que presenta al menos una parte de tierras raras debido a su alto campo magnético. Los imanes permanentes 33, 33' se alojan por un soporte con simetría de rotación 34 que está dispuesto sobre el árbol 6.

La figura 3 muestra una representación esquemática del dispositivo 1' en una carcasa 35 para generar un flujo fuerte S de una instalación de natación a contracorriente 1 por medio del dispositivo 1'. El canal de flujo 3 se forma mediante dos piezas 18 y 19, estando configurada la pieza 18 en forma cilíndrica y la otra pieza 19 en forma de embudo. En la presente forma de realización, el accionamiento subacuático es un motor de corriente continua 8, que está dispuesto con su extremo trasero en un elemento espaciador 39 y está sujeto a un flanco 41 de una pieza en ángulo por medio de atornillamientos 40. La pieza en ángulo se compone de dos flancos 41 y 41', pudiendo ajustarse de manera variable el ángulo a entre los dos flancos 41,41' entre 90° y 100° por medio de un actuador 42. La pieza en ángulo está hecha convenientemente de un acero inoxidable que no se oxida. El flanco inferior 41' descansa con la ayuda de al menos tres elementos de ajuste regulables en su longitud 43, 43' en el suelo 44 de la carcasa 35. La carcasa 35 es en general una estructura paralelepipédica de un material que no se oxida adecuado, que está dispuesta convenientemente en una pared de la piscina. Los soportes regulables en longitud 46 por debajo de la carcasa 35, que están dispuestos entre el suelo inferior 44 y la base 45' de la piscina, sirven para absorber el peso del dispositivo 1' y de la carcasa 35. Un puntal adicional 47 por encima de la carcasa 35 ofrece además la posibilidad de sujetar la carcasa 35 al borde de la piscina, para mantener el peso en equilibrio y absorber las vibraciones de la carcasa 35. En el lado delantero de la carcasa 35 está dispuesto un elemento final especial 36, que sirve tanto como elemento de succión como elemento de salida de los flujos de líquido, encontrándose la superficie de la abertura de salida del canal de flujo 3 casi en el plano del elemento final 36, lo que, entre otros, conduce a que ni siquiera se produzcan posibles arremolinamientos del medio líquido en los cantos de la abertura de salida del canal de flujo 3, porque se succionan inmediatamente por las zonas de succión directamente adyacentes 49, 49' del elemento final 36 y se suministran a la pieza en forma de embudo 19 del canal de flujo 3. El ángulo del sentido de flujo con respecto a la superficie del nivel del agua se ajusta con la ayuda de los actuadores 42, 43, 43' y depende, entre otros, de la longitud de la piscina.

La figura 4 muestra una vista delantera del elemento final 36 con al menos una abertura de salida 37 y una pluralidad de ranuras de succión 38, que están divididas en diferentes zonas 49, 49'. Las diferentes zonas 49, 49' se separan entre sí mediante zonas impermeables a los líquidos 50, 50', estando separadas estas zonas 50, 50' entre sí con una distancia predeterminada de a, a', para garantizar que a un diámetro de ranura especificado d y una anchura de ranura b que debe determinarse, pueda fluir como máximo un caudal predeterminado de líquido (por ejemplo, agua) de 160 m3/h. La determinación de las velocidades de flujo en diferentes puntos del elemento final 36 es de crucial importancia en cuanto a la seguridad y la funcionalidad de la instalación.

A este respecto, debe determinarse la velocidad de flujo en diferentes puntos de la salida de la boquilla. Esta es en la zona del centro de la boquilla como máximo de 3,7 m/s y en la zona del borde de la boquilla de 3 m/s. A este respecto, la velocidad de salida de la boquilla corresponde a las especificaciones según la norma DIN EN 13451-3. El elemento final 36 está colocado a ras en el lado frontal en la carcasa instalada 35.

La medición de la velocidad de succión v en las aberturas en forma de ranura individuales se realizó en diferentes puntos de las zonas individuales 50, 50', 49, 49'. La velocidad que aparece como máximo a un volumen de paso de aproximadamente 170 m2/h en las aberturas individuales asciende a 0,45 m/s.

La velocidad de succión v en las aberturas individuales se obtiene de la relación del flujo volumétrico total con respecto al área de flujo libre. Según la norma DIN EN 13451-3 debe partirse de la base de que, debido a contaminaciones y desviaciones de construcción, en un área de succión existente la velocidad de succión en las aberturas individuales no puede exceder 0,4 m/s. Este requisito se garantiza si no se supera el flujo volumétrico total de Q = 160 m3/h. Por consiguiente, este flujo volumétrico corresponde al flujo volumétrico de la instalación de natación a contracorriente, de modo que se cumplen los requisitos en las normas DIN si el número de ranuras y sus dimensiones geométricas alcanzan un área de succión total de 0,11 m2. A este respecto, la disposición favorable para el flujo de las entalladuras individuales desempeña un papel decisivo.

En el presente ejemplo de realización, de manera aproximadamente centrada en el elemento final 36 está dispuesta una entalladura circular 37, que corresponde aproximadamente igual al diámetro d de la boquilla de salida. Esta entalladura 37 está rodeada por una sección impermeable a los líquidos 50, que delimita la zona de flujo de salida del líquido con respecto a la zona de succión del líquido, con lo que se evita que las corrientes opuestas se influyan mutuamente de manera perjudicial. El elemento final 36 está sujeto con su borde 51 con una pluralidad de tomillos hundidos 52 a la carcasa 35.

La figura 5 muestra una representación en corte ampliada esquemática a través del entorno inmediato de una entalladura 38 en el elemento final 36 de la carcasa 35. El material para la elaboración de la entalladura 38 está deformado lateralmente y forma por consiguiente una nervadura 48, 48', cuya longitud depende de la mitad del diámetro de ranura d y por consiguiente contribuye a la estabilidad de todo el elemento final 36. El diámetro de ranura d y la anchura de ranura b determinan el caudal total Q del medio líquido succionado.

En la figura 6 se muestra una vista delantera de los elementos de direccionamiento de flujo 9, 26 en la pieza cilíndrica 18 del canal de flujo 3. Los elementos de direccionamiento de flujo 9, 26 están sujetos, por un lado, a una pieza de núcleo 25 y, por otro lado, a la pieza cilíndrica 18 del canal de flujo 3 con medios convencionales, por ejemplo, ranuras. El número de elementos de conducción de flujo determina el amortiguamiento del flujo de fluido, es decir el grado de flujo cuasi laminar en la piscina y la flexión en los elementos de direccionamiento de flujo determina la divergencia y la dirección del flujo S después de abandonar la abertura de la boquilla. A una velocidad de flujo media de aproximadamente 1,2 m/s (correspondiente a 4,3 km/h) en la piscina son razonables siete elementos de conducción de flujo 9, 26, para reducir el ensanchamiento de chorro en una medida razonable y garantizar la constancia de dirección del flujo S en la piscina.

El valor de velocidad medido en el centro en la salida del canal de flujo 3 asciende a 3,7 m/s.

El ensanchamiento de chorro establecido en la piscina de ensayo se realizó de manera visible mediante el mezclado de aire. El ensanchamiento de chorro es muy limitado, de modo un alto flujo entra de manera concentrada en la piscina. De este modo se mejora considerablemente el efecto de natación. Para una natación deportiva es suficiente una velocidad de, por ejemplo, 1,2 m/s (correspondiente a 4,3 km/h).

Se ha encontrado que el flujo saliente se ensancha por medio de un difusor con un número predeterminado de elementos de direccionamiento de flujo curvados 9, 26 de tal manera que, además de un campo de flujo más grande, también existe una distribución uniforme de la velocidad de flujo.

Con respecto al campo de flujo, como valores indicativos debe recurrirse a las dimensiones de la anchura de hombros de aproximadamente 60 cm y una profundidad de 30 cm, para acercarse al principio de un canal de flujo. En comparación con instalaciones de natación a contracorriente o canales de natación convencionales, el presente accionamiento subacuático 8 puede considerarse extremadamente favorable en términos de eficiencia energética.

Por consiguiente, con la presente invención existe una instalación de natación a contracorriente 1 para piscinas privadas, en la que un motor de accionamiento altamente eficiente 8 con un sistema de sellado libre de desgaste se junta en una carcasa 35 con un dispositivo 10 para generar el flujo de agua S con fines de entrenamiento en una piscina para dar una unidad conveniente.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   i. Piscina con instalación de natación a contracorriente integrada (1), que comprende un dispositivo (1') para generar un flujo ajustable fuerte por medio de un canal de flujo (3) en un medio líquido, por ejemplo agua, y está dispuesta en una carcasa (35), encontrándose el área de salida del canal de flujo (3) del dispositivo (1') casi a ras con el plano de un elemento final conformado (36), que está dispuesto en el lado delantero en la carcasa (35), caracterizada porque la superficie del elemento final conformado (36) está dividida en al menos dos zonas (37, 49, 49'), a través de las que puede fluir el medio líquido, presentando una primera zona al menos una entalladura (37) para la abertura de salida del canal de flujo (3), que está dispuesta de manera aproximadamente centrada en el área del elemento final conformado (36); y presentando al menos una segunda zona (49) una pluralidad de entalladuras (38) para el medio líquido succionado, cuya superficie total garantiza un flujo volumétrico de 50 - 160 m2/h y una velocidad de flujo v de las aberturas individuales no superior a 0,40 m/s.
2. 2. Piscina con instalación de natación a contracorriente integrada (1) según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo (1') presenta un accionamiento subacuático (2) en la zona de entrada del canal de flujo (3) con una abertura de entrada y de salida (4, 5), presentando el accionamiento (2) un motor de corriente continua y estando dispuesta la carcasa del accionamiento subacuático (2) casi a la mitad en el canal de flujo (3), presentando el canal de flujo en esta zona una relación de diámetros D/d de la abertura de entrada (4) con respecto a la abertura de salida (5) no inferior a 1,7 y presentando el accionamiento subacuático (2) una relación de longitud con respecto a diámetro de entre 2 y 4.
3. 3. Piscina con instalación de natación a contracorriente integrada (1) según la reivindicación 1, caracterizada porque el ángulo del sentido del flujo con respecto a la superficie del nivel del agua debe ajustarse con la ayuda de actuadores (42, 43, 43').
4. 4. Piscina con instalación de contracorriente integrada según la reivindicación 1, caracterizada porque está dispuesto al menos un elemento de direccionamiento (9, 26) en el sentido de flujo detrás de una hélice (7) del accionamiento subacuático, que impide en gran parte un arremolinamiento del flujo de fluido.
5. 5. Piscina con instalación de contracorriente integrada según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las zonas permeables al medio líquido individuales (49, 49') están separadas entre sí por nervaduras impermeables al medio líquido (50, 50').
6. 6. Piscina con instalación de contracorriente integrada según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la al menos una segunda zona (49, 49') presenta interrupciones en forma de ranura (38), cuyo diámetro de ranura d no es superior a 8 mm, preferiblemente es 7 mm.
7. 7. Piscina con instalación de contracorriente integrada según la reivindicación 6, caracterizada porque el elemento final (36) presenta nervaduras que apuntan hacia adentro (48, 48'), que están dispuestas preferiblemente en los bordes de las ranuras alargadas (38).
8. 8. Piscina con instalación de contracorriente integrada según la reivindicación 1, caracterizada porque el soporte para el canal de flujo (3) y el accionamiento subacuático (8) presenta esencialmente dos flancos acodados (41, 41'), de los que uno sirve para la sujeción del accionamiento subacuático (8), encontrándose el ángulo a entre ambos flancos (41, 41') de manera ajustable entre 90° y 100°, preferiblemente a 95°.
9. 9. Piscina con instalación de natación a contracorriente integrada (1) según la reivindicación 2, caracterizada porque el diámetro D de la abertura de entrada (4) del dispositivo (1') se encuentra entre 160 mm y 300 mm, preferiblemente a 250 mm, y el diámetro d1 de la abertura de salida (5) del dispositivo (1') se encuentra entre 100 mm y 200 mm, preferiblemente a 143 mm.
10. 10. Piscina con instalación de natación a contracorriente integrada (1) según la reivindicación 2, caracterizada porque el accionamiento (2) está configurado como motor de corriente continua sin escobillas (8) y con un sistema de sellado libre de desgaste, cuyo rotor (29) presenta al menos dos elementos magnéticos (33, 33'), que generan un campo magnético permanente fuerte H, por ejemplo, elementos magnéticos de tierras raras.
11. 11. Piscina con instalación de natación a contracorriente integrada (1) según la reivindicación 10, caracterizada porque los elementos magnéticos (33, 33') y un estator (32) del accionamiento eléctrico (2) están incrustados en una masa de relleno.
12. 12. Piscina con instalación de natación a contracorriente integrada (1) según la reivindicación 11, caracterizada porque el campo magnético H del estator (32) se genera debido a un control electrónico (16) y la velocidad de circulación puede regularse sin escalones.
13. 13. Piscina con instalación de natación a contracorriente integrada (1) según la reivindicación 2, caracterizada porque el accionamiento (2) presenta un motor de corriente continua, estando alojado un árbol (6) de un rotor (29) entre dos cojinetes (28, 28') por casquillos de cojinete (28”) de material cerámico, y se forma una película de agua entre los casquillos de cojinete (28”) y el cojinete (28, 28') durante la marcha del rotor (29).
14. 14. Procedimiento para generar un flujo ajustable fuerte en un medio líquido, por ejemplo agua, en una piscina con una instalación de natación a contracorriente (1) según una de las reivindicaciones 2 o 10 - 13 para generar el flujo ajustable fuerte, por medio de un canal de flujo (3) en el medio líquido, por ejemplo agua, y el canal de flujo (3) se dispone en la carcasa (35), colocándose el área de salida del canal de flujo (3) del dispositivo (1') casi a ras con el plano del elemento final conformado (36) y dividiéndose la superficie del elemento final (36) en al menos dos zonas (37, 49, 49'), a través de las que puede fluir el medio líquido; y el ángulo del sentido de flujo con respecto a la superficie del nivel del agua se ajusta con la ayuda de actuadores (42, 43, 43') dentro de la carcasa (35) esencialmente dentro del plano del elemento final (36).